Kubernetes1.5新增特性Kubelet API增加认证和授权能力

Kubernetes1.5正式发布修复了很多已知问题，进一步增强federation相关特性、将PetSet改名为StatefulSet、将ScheduledJobs改名为CronJobs、新增了命令kubectl，用于操作federation等，本篇文章为大家分享一下Kubernetes1.5新增特性Kubelet API增加认证和授权能力。

背景介绍

在Kubernetes1.5中，对于kubelet新增加了几个同认证/授权相关的几个启动参数，分别是：

认证相关参数：

anonymous-auth参数：是否启用匿名访问，可以选择true或者false，默认是true，表示启用匿名访问。

authentication-token-webhook参数：使用tokenreviewAPI来进行令牌认证。

authentication-token-webhook-cache-ttl参数：webhook令牌认证缓存响应时长。

client-ca-file参数：表示使用x509证书认证，如果设置此参数，那么就查找client-ca-file参数设置的认证文件，任何请求只有在认证文件中存在的对应的认证，那么才可以正常访问。

授权相关参数：

authorization-mode参数：kubelet的授权模式，可以选择AlwaysAllow或者Webhook，如果设置成Webhook，那么使用SubjectAccessReviewAPI进行授权。

authorization-webhook-cache-authorized-ttl参数：webhook授权时，已经被授权内容的缓存时长。

authorization-webhook-cache-unauthorized-ttl参数：webhook授权时，没有被授权内容的缓存时长。

认证

默认anonymous-auth参数设置成true，也就是可以进行匿名认证，这时对kubelet API的请求都以匿名方式进行，系统会使用默认匿名用户和默认用户组来进行访问，默认用户名“system:anonymous”，默认用户组名“system:unauthenticated”。

可以禁止匿名请求，这时就需要设置kubelet启动参数：“–anonymous-auth=false”，这时如果请求时未经过认证的，那么会返回“401 Unauthorized”。

可以使用x509证书认证（X.509格式的证书是最通用的一种签名证书格式）。这时就需要设置kubelet启动参数：“–client-ca-file”，提供认证文件，通过认证文件来进行认证。同时还需要设置api server组件启动参数：“–kubelet-client-certificate”和“–kubelet-client-key”。在认证文件中一个用户可以属于多个用户组，比如下面例子产生的认证：

openssl req -new -key jbeda.pem -outjbeda-csr.pem -subj “/CN=jbeda/O=app1/O=app2”

这个例子创建了csr认证文件，这个csr认证文件作用于用户jbeda，这个用户属于两个用户组，分别是app1和app2。

可以启用令牌认证，这时需要通过命令“–runtime-config=authentication.k8s.io/v1beta1=true“启用api server组件authentication.k8s.io/v1beta1相关的API，还需要启用kubelet组件的“–authentication-token-webhook”、“–kubeconfig”、“–require-kubeconfig”三个参数。

kubeconfig参数：设置kubelet配置文件路径，这个配置文件用来告诉kubelet组件api server组件的位置，默认路径是。

require-kubeconfig参数：这是一个布尔类型参数，可以设置成true或者false，如果设置成true，那么表示启用kubeconfig参数，从kubeconfig参数设置的配置文件中查找api server组件，如果设置成false，那么表示使用kubelet另外一个参数“api-servers”来查找api server组件位置。

在kubernetes源代码中，有一个错误的注释：

func NewKubeletServer() *KubeletServer {

versioned:= &v1alpha1.KubeletConfiguration{}

api.Scheme.Default(versioned)

config:= componentconfig.KubeletConfiguration{}

api.Scheme.Convert(versioned,&config, nil)

return&KubeletServer{

KubeConfig:           flag.NewStringFlag(“/var/lib/kubelet/kubeconfig”),

RequireKubeConfig:    false, // in 1.5, default to true

KubeletConfiguration:config,

}

}

这里面对RequireKubeConfig参数默认值的设置是false，但是在注释中写的确实true。

启用令牌认证后，kubelet会调用TokenReview API来进行令牌认证。

下面是一个kubeconfig文件格式样例：

clusters:

-name: name-of-remote-authn-service

cluster:

certificate-authority: /path/to/ca.pem         # 校验远程服务的认证文件

server: https://authn.example.com/authenticate # 远程服务访问https路径

users:

-name: name-of-api-server

user:

client-certificate: /path/to/cert.pem    # webhook插件使用的认证文件

client-key: /path/to/key.pem         # 认证文件对应的密钥文件

current-context: webhook

contexts:

– context:

cluster: name-of-remote-authn-service

user: name-of-api-sever

name: webhook

认证请求格式样例如下：

{

“apiVersion”: “authentication.k8s.io/v1beta1”,

“kind”: “TokenReview”,

“spec”: {

“token”: “(BEARERTOKEN)”

}

}

成功的认证响应如下：

{

“apiVersion”: “authentication.k8s.io/v1beta1”,

“kind”: “TokenReview”,

“status”: {

“authenticated”: true,

“user”: {

“username”: “janedoe@example.com”,

“uid”: “42”,

“groups”: [

“developers”,

“qa”

],

“extra”: {

“extrafield1”: [

“extravalue1”,

“extravalue2”

]

}

}

}

}

失败的认证响应如下：

{

“apiVersion”: “authentication.k8s.io/v1beta1”,

“kind”: “TokenReview”,

“status”: {

“authenticated”: false

}

}

授权

任何请求被成功认证后才会被授权，包括匿名认证请求。默认的授权模式是AlwaysAllow，意味着允许任何请求。其实对于API的请求是需要进行更细粒度划分和授权的，有下面两点原因：

虽然允许匿名用户请求，但是应该限制匿名用户可以访问的API。

虽然允许认证用户请求，但是不同认证用户应该可以访问不同的API，而不能所有认证用户只能访问相同的API。

要想进行API权限控制，需要通过命令“–runtime-config= authorization.k8s.io /v1beta1=true“启用api server组件authorization.k8s.io/v1beta1相关的API，还需要将授权模式参数“–authorization-mode”设置成Webhook，然后启用kubelet组件的“–kubeconfig”和“–require-kubeconfig”两个参数，这两个参数的作用在上面认证章节已经详细介绍过了，这里不再介绍。

Kubelet接着就会调用api server组件的SubjectAccessReviewAPI来判断哪个请求需要进行授权控制。

请求动作类型是根据HTTP访问类型进行划分的，如下面表格所示：

HTTP verb request verbPOST createGET, HEAD getPUT updatePATCH patchDELETE delete

资源访问请求是根据不同请求路径来进行划分的，如下面表格所示：

Kubelet API 资源名称 子资源名称/stats/* nodes stats/metrics/* nodes metrics/logs/* nodes log/spec/* nodes specall others nodes proxy

对于资源访问请求，访问时名字空间和API组这两个属性永远都是空值，资源名称的属性值就是kubelet所在节点对象名称。

要是想让kubelete API可以进行权限控制，还需要确保api server组件已经启用了“–kubelet-client-certificate”和“–kubelet-client-key”连个参数，

kubelet-client-certificate参数：客户端认证文件路径

kubelet-client-key参数：客户端密钥文件路径

还确保客户端被授权可以访问下面属性：

verb=*, resource=nodes,subresource=proxy

verb=*, resource=nodes, subresource=stats

verb=*, resource=nodes,subresource=log

verb=*, resource=nodes,subresource=spec

verb=*, resource=nodes,subresource=metrics

总结

Kubernetes1.5中增加了kubele API的认证和授权功能，从中可以发现社区对K8S在生产环节中安全性的设计日趋完善，也说明有越来越多的客户在生产环境中使用K8S了。经常访问K8S社区就会发现，在基础功能日趋完善的情况下，K8S社区现在对于跨云（Federation）和安全认证（Security/Auth）这两方面有了长足的进步，将来的K8S会适合更多的生产环境，会成为一款特别受欢迎的容器编排开源软件产品。

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